(57)【要約】【課題】従来のＵＶインクを用いる画像形成装置は、ＵＶ光の照射部が大型化したり、消費電力・発熱も大きく、またＵＶ光による記録媒体の質を劣化させるという問題がある。【解決手段】本発明は、ＵＶインクの液滴を吐出する多数のノズルが配列されたインク列が設けられた液滴吐出ヘッドの下流側側面にＵＶインクを硬化させるためのＵＶ光照射部を一体的に設けてユニット化して、これらのヘッドユニットを搬送方向に従って各色毎にキャリッジに配設して構成する液滴吐出ヘッド及びこのヘッドを搭載する画像記録装置を提供する。【選択図】    図１      
2005349636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して光の照射により硬化する光硬化インクを吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドと、
前記記録媒体に吐出された前記光硬化インクに光を照射する光照射部と、
前記記録媒体と前記液滴吐出ヘッドの相対位置を変化させる走査機構と、を有する画像記録装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、吐出情報に基づいて光硬化インクを吐出すると共に、前記光照射部は前記吐出情報に関連して照射光量を制御されることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
画像記録装置において、
前記光照射部には、複数の光源が設けられることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
画像記録装置において、
複数の前記液滴吐出ヘッドが配設され、前記吐出情報に関連して、前記複数の液滴吐出ヘッド毎に対応する照射光量を制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項４】
画像記録装置において、
前記光硬化インクの複数の色毎に、前記液滴吐出ヘッドが設けられ、前記吐出情報に関連して前記色毎に対応する照射光量を制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項５】
画像記録装置において、
前記液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを有し、前記吐出情報に関連して、前記光硬化インクを吐出する前記ノズル部分に対応する光照射部から部分照射される前記光の照射光量を制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項６】
画像記録装置において、
１つの前記液滴吐出ヘッドに対応する照射部の光源は、複数あることを特徴とする請求項５に記載の画像記録装置。
【請求項７】
画像記録装置において、
前記光照射部は、前記液滴吐出ヘッドに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項８】
画像記録装置において、
前記光照射部は、レーザダイオード（ＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ）とすることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項９】
画像記録装置において、
前記光照射部は複数の光源がアレイ状に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の画像記録装置。
【請求項１０】
画像記録装置において、
前記ノズルは複数のノズル列であり、前記光照射部は前記複数のノズル列の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項１１】
画像記録装置において、
前記光照射部からの光を整形する光学系を有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項１２】
画像記録装置において、
前記光照射部からの光は媒体上に集光状態で投射されることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項１３】
液滴吐出ヘッド記録媒体に対して光の照射により硬化する光硬化インクを吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、
前記媒体に吐出された前記光硬化インクに光を照射する光照射光源を有し、前記光照射光源を前記液滴吐出ヘッドに一体に構成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記液滴吐出ヘッドにおいて、
前記液滴吐出ヘッドは吐出情報に基づいて光硬化インクを吐出すると共に、前記光源は前記吐出情報に関連して照射光量を制御されることを特徴とする請求項１３に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１５】
搬送される記録媒体に対して光の照射により硬化する光硬化インクを吐出する、複数のノズルからなるノズル列を有する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドの搬送方向の下流側に一体的に設けられ、前記記録媒体に吐出された前記光硬化インクに前記光を照射する光照射部と、
前記記録媒体と前記液滴吐出ヘッドの相対位置を変化させる走査機構と、を具備し、
前記液滴吐出ヘッドは、入力された記録情報に基づいて前記光硬化インクを吐出した後に、前記光照射部は、前記録情報による記記録媒体上に着弾した前記光硬化インクの有無及び形態の情報に従って、前記光の照射光量を制御することを特徴とする画像記録装置。
【請求項１６】
前記画像記録装置において、
前記液滴吐出ヘッドと前記光照射部は、該液滴吐出ヘッドの搬送方向下流側の側面に前記光照射部の少なくとも発光部が露出するように一体的に取り付けられて、１ユニット化されるヘッド部を構成し、
前記ノズル列が前記記録媒体に着弾させたＵＶインクの着弾領域に前記光を照射することを特徴とする請求項１５に記載の画像記録装置。
【請求項１７】
前記画像記録装置において、
前記ヘッド部の前記ノズル列の列方向に沿って、前記光照射部の光源が複数配列されることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記画像記録装置において、
前記ヘッド部は、前記記録媒体の幅方向又は該記録媒体の搬送方向に沿って、複数個が配列され、前記記録情報に関連して前記複数の液滴吐出ヘッド毎に対応する照射光量を制御されることを特徴とする請求項１６に画像記録装置。
【請求項１９】
前記画像記録装置において、
複数個の前記ヘッド部が前記記録媒体の搬送方向に沿って、前記インク列が該搬送方向に直交する方向となるように配列されてヘッドユニットを構成し、
前記ヘッドユニットは、配列する前記ヘッド部の端部間のスペースに、前記直交する向で隣接する他のヘッドユニットのヘッド部の端部が入り込み、互い違いに嵌め合うように配置されることを特徴とする請求項１８に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に液滴を吐出して画像を記録するインクジェット式の液滴吐出ヘッド及びこのヘッドを搭載する画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェットプリンタ等のインクを記録媒体に液滴として吐出して画像記録装置としては、通常の溶剤インクの他に、ＵＶ（紫外線）硬化型インク（以下、ＵＶインクと称する）を用いた装置も知られている。このＵＶインクは、吐出された液滴に対して紫外線を照射することによって固化する性質を利用して、インクの吸収性がない又は吸収しづらい記録媒体上に画像形成することができる。さらに溶剤インクのように気化しないため無公害、安全性が高い及び瞬間定着できるなど、溶剤インクにない特徴を生かして、用途が拡大しつつある。
【０００３】
ＵＶインクを用いる画像記録装置として、例えば特許文献１において、ヘッドキャリッジ、記録ヘッド、照射手段、ヘッド走査手段、媒体搬送手段及び制御手段等を備えて構成されるインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタは、図１６に示すように、ヘッドキャリッジ９２が記録媒体Ｍの上側に設置され、記録媒体Ｍ上の画像印刷に用いる色の数に応じた複数の記録ヘッド９３がそれぞれに図示しない吐出口を記録媒体Ｍに向け、隣接するように配列されている。さらに、ヘッドキャリッジ９２の上方には放射線の照射手段９１が設けられている。
【０００４】
また、これらの記録ヘッド９３の間には、孔からなる放射線透過部９４が設けられている。これらの放射線透過部９４の形状（径）は、記録ヘッド９２が１回の液滴の吐出してＵＶインクがを吐出する領域とほぼ同じ形状か、該領域よりも大きな形状とする。
【０００５】
つまり、照射手段９１は、着弾可能領域Ｅの全体に亘って同時に紫外線を図１６に示す矢印のように、下向きに照射する。このとき、ヘッドキャリッジ２に向けて照射された紫外線のうち、記録ヘッド９３及びその近傍に向けて照射された紫外線は、ヘッドキャリッジ９２により遮断される。但し、放射線透過部９４に向けて照射された紫外線は、該放射線透過部９４を通りぬけて記録媒体Ｍに到達する。
【０００６】
また同様に、特許文献２には、ヘッドとＵＶ光源が交互に配置されたインクジェットプリンタが開示されている。
【０００７】
このインクジェットプリンタは、図１７に示すように、キャリッジ１００に複数のヘッド１０２と複数のＵＶ光源１０３が交互に、主走査方向Ａに一列となって等間隔に並んでキャリッジ１００に取り付けられている。さらに、これらのＵＶ光源１０３を覆うようにカバー１０１がキャリッジ１００に取り付けられている。このような構成により、キャリッジ１００の移動に伴って、各ヘッド１０２及び各ＵＶ光源は、図示しない記録媒体上を一体的に走査し移動する。
【０００８】
この構成において、各カバー１０１はＵＶ光源１０３を上から覆って、ＵＶ光源からの紫外光が遮蔽されて、ヘッド１０２が紫外光に曝露されないようになっており、逆に記録媒体はＵＶ光源１０３からの紫外光に曝露される。副走査方向ＢにおけるＵＶ光源１０３の長さは、副走査方向Ｂにおけるヘッド１０２の長さより長いか、又はほぼ同等である。
【特許文献１】特開２００３−１４５７４１号公報
【特許文献２】特開２００３−２８５４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した特許文献１による装置においては、走査移動するキャリッジに対して照射手段を固定側に配置した構成である。このため、キャリッジが移動する全範囲に亘って照射する必要がある。その結果、照射部の大型化が避けられず、消費電力・発熱も大きくなるという問題が発生する。  
さらに、特許文献２による装置においては、走査移動するキャリッジの上に光源を配置している構成である。従って、特許文献１に示す装置に比べて、９個のＵＶ光源と８個のヘッドを交互に個別に配置しているため、ＵＶ光源の配置スペースが必要で大型になる。また、９個のＵＶ光源すべてを発光させると消費電力と発熱がさらに大きくなり、記録媒体への紫外線照射光量も大きい、従って、紫外線の照射量の許容範囲が小さい記録媒体に記録した際には、記録媒体の質を劣化させる可能性がある。
【００１０】
そこで本発明は、光硬化型のインクを吐出する液滴吐出ヘッドを搭載し、光照射による消費電力及び発熱量が少なく、且つ小型化及び簡易構成の液滴吐出ヘッド及びこのヘッドを搭載する画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するために、記録媒体に対して光の照射により硬化する光硬化インクを吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドと、前記記録媒体に吐出された前記光硬化インクに光を照射する光照射部と、前記記録媒体と前記液滴吐出ヘッドの相対位置を変化させる走査機構とを有する画像記録装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、吐出情報に基づいて光硬化インクを吐出すると共に、前記光照射部は前記吐出情報に関連して照射光量を制御される画像記録装置を提供する。
【００１２】
また、液滴吐出ヘッド記録媒体に対して光の照射により硬化する光硬化インクを吐出するノズルを有する液滴吐出ヘッドであって、前記媒体に吐出された前記光硬化インクに光を照射する光照射光源を有し、前記光照射光源を前記液滴吐出ヘッドに一体に構成する液滴吐出ヘッドを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光硬化型のインクを吐出する液滴吐出ヘッドを搭載し、光照射による消費電力及び発熱量が少なく、且つ小型化及び簡易構成の液滴吐出ヘッド及びこのヘッドを搭載する画像記録装置を提供することができる。
【００１４】
さらに、液滴吐出ヘッドの吐出情報に関連して光照射部を制御することにより、トータルの発光時間を減少させることができ、光照射部の消費電力と発熱を低減でき、また、液滴吐出ヘッドにインクを硬化させるための光照射部を一体的に構成させた構成により、画像記録装置に液滴ヘッドと光照射部を配置することが容易になり、小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１には、本発明による第１の実施形態に係る画像記録装置の概略的な構成例を示し説明する。本発明の画像記録装置は、紙やプラスチックフィルム等の記録媒体に対してＵＶ光により硬化する性質を持つ光硬化インクの液滴を吐出させて記録を行うインクジェット式の印刷機、複写機又はファクシミリ等の印字装置や、接着剤の微量吐出装置、ＬＣＤのカラーフィルタの製造装置等における液滴の微量吐出に用いられるインクジェットプリンタ等々に適用できる。
【００１６】
以下の説明において、光硬化インクとして、紫外光（以下、ＵＶ光と称する）により硬化するＵＶインクを一例とし、また画像記録装置として、紙や樹脂フィルム等の記録媒体に対して液滴を着弾させて記録を行うインクジェットプリンタを一例とする。また図中、記録媒体の搬送方向をＸ軸方向又は副走査方向とし、この搬送方向と直交する方向をＹ軸方向又は主走査方向又は記録媒体の幅方向としている。Ｘ軸及びＹ軸方向に直行する方向をＺ軸方向又は上下方向とする。
【００１７】
この画像形成装置は、複数の記録ヘッドが固定され、それぞれ色が異なる４色（例えば、Ｋ：Ｂｌａｃｋ、Ｃ：Ｃｙａｎ、Ｍ：Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙ：Ｙｅｌｌｏｗ）のＵＶインクをそれぞれ吐出して、搬送される例えば、記録紙等からなる記録媒体上に着弾させて、カラー画像を形成するインクジェットプリンタである。
【００１８】
この画像形装置は図１に示すように、大別して、記録媒体を供給及び排出する媒体供給排出機構１と、記録の際に記録媒体を搬送する搬送機構２と、記録媒体上にＵＶインクを吐出し硬化して画像を形成する画像形成機構３と、記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構４と、ＵＶインクの供給及び収容を行うインク供給収容機構５と、これらの機構を制御する制御装置６とで構成される。
【００１９】
図２を参照して、これらの機構について説明する。  
まず、媒体供給排出機構１は、記録媒体１１が装填された記録媒体供給台１２と、その記録媒体１１の最上面と当接し、記録媒体１１を給送する給紙ローラ１３と、取り出された記録媒体１１の裏面に当接し、記録媒体１１が重なって取り出されないように作用する分離ローラ１４と、停止状態で記録媒体１１先端を突き当てて傾き補正を行い、その後、搬送機構側に記録媒体を送るレジストローラ対１５と、搬送機構２から画像形成された記録媒体１１を排出する排紙ローラ対１６と、排出された記録媒体１１を収納する排紙トレイ１７とで構成される。
【００２０】
次に、搬送機構２は、主として、ベルトプラテンユニット１８と図示しないプラテン上下移動機構とで構成される。このベルトプラテンユニット１８は、吸引チャンバ１９内に内部を負圧にするための複数の吸引ファン２０が例えば、２個設けられている。
【００２１】
また、吸引チャンバ１９の搬送方向上流側、下流側及び下方に駆動ローラ２１、従動ローラ２３及びテンションローラ２２が配置され、この周りを取り囲むように回動自在にベルト２４が取り付けられている。このベルト２４は、ゴム材料等を用いて空気を通過させる構造、例えば、多数の吸引孔が開口される構造やメッシュ構造となっており、テンションローラ２２によってテンションを与えられつつ、駆動ローラ２１によりプラテン２５面に接する状態で回動される。このような構造により、記録媒体１１は吸引ファン２０によりベルト２４と共にプラテン側に吸着されながら搬送される。
【００２２】
前記画像形成機構３は、図２に示すように、このベルトプラテンユニット１８（ベルト搬送面）と対向して配置される、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ４色のヘッド部９Ｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙを有する同一のヘッドユニット３０を３個配置したキャリッジ３１により構成される。ブラックＫのＵＶインクを吐出するものをヘッド部９Ｋ、以下同様にシアンをヘッド部９Ｃ、マジェンタをヘッド部９Ｍ及びイエローをヘッド部９Ｙとする。各色のヘッドは装着されるＵＶインク以外は同一構造である。尚、以下の実施形態において、ヘッド部は、ＵＶインクを吐出するノズルやインク室を主とするインクヘッド本体と後述する紫外光発光ダイオード（以下、紫外ＬＥＤと称する）を主とするＵＶ光照射部が一体的に取り付けられて１ユニット化された構成を成しているものとする。
【００２３】
また、メンテナンス機構４は、ヘッド部９と同様に、ベルト搬送面に対向してメンテナンスユニット８が対向配置される。従って、搬送方向下流側には、メンテナンスユニット８が配置され、その上流側にはヘッドユニット３０が配置されている。上述した媒体供給排出機構１、搬送機構２、画像形成機構３及びメンテナンス機構４のそれぞれのユニットは、フレーム３２に搭載されている。
【００２４】
前記インク供給収容機構５は、主なものとして、前記４色のＵＶインクが装填された複数のボトル２６と、ボトル２６からＵＶインクを記録ヘッドに供給するためのタンクとなるサブタンク２７と、不要なＵＶインクを吸引する吸引ポンプ２８と、不要となったＵＶインクを集めて収容する廃液ボトル２９で構成される。  
前記ボトル２６は、画像形成装置本体の上部でインク流路の中で最も上の高い位置に前記４色のＵＶインクが装填され、ボトル２６Ｋ〜２６Ｙとして配置されている。また、ボトル２６は図示しない補給経路によりサブタンク２７へ連結される。サブタンク２７でオーバーフローしたＵＶインクは、吸引ポンプ２８により廃液ボトル２９へ収容される。
【００２５】
次に前述した各構成部位について詳細に説明する。  
まず、図３乃至図５を参照して、ヘッドについて説明する。  
本実施形態におけるインクヘッド本体は、インク室を圧電部材の壁で形成し、圧電部材の変形により液滴を吐出するインクジェット方式プリンタヘッドとする。勿論、他のいわゆるバブルジェット方式やＭＥＭＳを使用した構造等他の方式でもよい。このインクヘッド本体にＵＶインクを硬化させるＵＶ光照射部５０が一体的に取り付けられてヘッド部９を構成する。  
ヘッド部９は、画像記録のためのノズルユニット４１を有している。このノズルユニット４１の記録媒体１１と対向する面には、複数のノズル４７が配列されたノズル列４８が開口されるノズルプレート４６が取り付けられる。ノズルユニット４１は、図示しない圧電部材で構成され、内部には壁で仕切られた各ノズルに対応するインク室が設けられている。各ノズル４７に対応するインク室の圧電部材に電圧を加えることにより圧電部材が変形し、所望のノズル４７からＵＶインクの液滴を吐出する。
【００２６】
例えば、１枚のノズルプレート４６には、約１２４０個のノズル４７からなるノズル列４８が記録媒体搬送方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に延在しており、３００ｄｐｉ（８４．６μmの間隔）の密度で１列のノズル列４８を形成している。ここでは、そのノズル列４８の幅Ｗ２は、例えば、１０５mmとしている。勿論この数値に限定されるものではない。このような狭ピッチのノズル列をノズルプレート４７の端まで設けることは、圧電部材の壁の必要剛性を確保できないため困難である。このためノズル列４８の両端外側にはノズル４７が開口されていない幅Ｗ３の領域が設けられている。尚、ノズル列周辺のノズルプレート４６及びヘッド部９のＹ方向の最大の外形寸法となる幅は、Ｗ２＋２×Ｗ３を全幅Ｗ１としている。幅Ｗ３は本実施形態では、５mmとし、全幅Ｗ１は１１５mmとしている。
【００２７】
ノズルユニット４１は、この放熱を兼ねたアルミダイキャスト製のヘッドベース４２に接着固定される。またヘッドベース４２には、プリント基板４３がビス固定される。このプリント基板４３にはノズルブロック４１の各インク室の駆動用配線が形成され、ヘッド駆動回路４５が実装されている。
【００２８】
またＵＶ光照射部５０は、ヘッドベース４２におけるノズルユニット４１が設けられた面の反対側の面に、紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂがＵＶ光照射部分（発光部分）を露出するように設けられ、これらにレンズ５２がそれぞれに設けられて構成される。つまり、図４及び図５に示すように、ヘッドベース４２に２つの孔４２ａが開口され、プリント基板４３に半田付けにより固定される紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂがこれらの孔４２ａからＵＶ光照射部分を嵌装するように装着される。これらの紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂは、ＡＩＧａＮＩｎやダイヤモンド等が発光チップとして用いられ、使用するＵＶインクの波長感度に合わせて１８０nm、３５０nm程度の波長が選択される。紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂの内部には光量モニタ用の受光素子が配置されており、発光する光量をモニタして制御するために用いられている。ヘッドベース４２から突出する紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂを覆うようにレンズ５２がそれぞれ接着固定される。これらのレンズ５２は、反射面５２ａとレンズ面５２ｂを有している。
【００２９】
このように構成されたヘッド部９は、図６及び図７に示す様に、紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂから発光されたＵＶ光５３は、反射面５２ａで反射されて、レンズ面５２ｂに入射する。レンズ面５２ｂではノズル列４８方向（Ｙ方向）に対して、発散光となり、ノズル列４８と直交方向で記録媒体１１の搬送方向（Ｘ方向）に集光するように光学系が設けられている。ＵＶ光５３は図８に示すように記録媒体１１上では長楕円形状になる。また図６に示すように２つの光源である紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂから照射されたＵＶ光は周辺で重なりを持つように形成される様にされ、ＵＶ光５３の周辺部における光強度が低下する領域の光量を補っている。
【００３０】
次に図８乃至図１１を参照して、ヘッドユニット３０について詳細に説明する。
【００３１】
このヘッドユニット３０（例えば、３０Ａ）は、ヘッドプレート３３のヘッド取り付け部３３ｈには、記録媒体１１の搬送方向上流側（給紙側）より４色のヘッド部９Ｋ-1，９Ｃ-1，９Ｍ-1，９Ｙ-1の順にビス３５により取り付けられている。このときプリント基板４３とコネクタ４３ａは、ヘッドプレート３３の開口部３３ｅに挿嵌され、コネクタ４３ａに図示しないケーブルが接続される。
【００３２】
このような構成において、１つのヘッドユニット３０では、図３に示すように１つのヘッド部９のノズルプレート４６に形成されたノズル列４８の幅Ｗ２における４色の画像形成を行うことができる。ヘッドプレート３３のヘッド取り付け部３３ｈのＹ方向の幅はヘッド部９のＹ方向の全幅Ｗ１と同じであり、それ以外の幅Ｗ４はノズル列４８の幅Ｗ２よりも小さく、さらにはＷ４≦Ｗ２−２＊Ｗ３を満たすように設定してある。
【００３３】
また、図８に示すように、ノズルプレート４６周辺部のヘッド部９のＸ方向の光５３を含む厚さＢ１よりも、隣り合うヘッド部９のノズルプレート４６周辺部のヘッド部９の間隔Ｂ２の方を同じか大きくしてある。本実施形態では、間隔Ｂ１を６mm、間隔Ｂ２を６mmとしている。このような構成により、各４つのヘッド部９をヘッドプレート３３に取り付けたヘッドユニット３０は、記録媒体の厚み方向であるＺ方向から見て、ヘッドプレート３３からヘッド部９のノズルプレート４６付近のＹ方向の両側のヘッド端部９ａが突出し、櫛刃状になっている。
【００３４】
図２及び図８に示すように平板上のキャリッジ３１には、例えば、３個のヘッドユニット３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ）が記録媒体搬送方向（副走査方向、ノズル列の配列に直行方向、Ｘ方向）と直行する記録媒体の幅方向（ノズル列の配列方向、主走査方向、Ｙ方向）に隣り合う様に配列されて且つ、Ｘ方向の位置をずらしてビス３６により固定されている。例えば、ヘッドユニット３０Ａのヘッド部９Ｙ-1のヘッド端９ａとヘッド部９Ｍ-1のヘッド端９ａと間のスペース５０に、ヘッドユニット３０Ｂのヘッド部９Ｙ-2のヘッド端９ａが入り込むように配置する。このような配置により隣り合うヘッドユニット３０のピッチＰは、ヘッド部９のノズルプレート付近の外形の幅Ｗ１よりも小さく、且つノズル列４８の幅Ｗ２と等しいか小さくすることができる。これによって例えば、隣り合うヘッド部９Ｋ-2と９Ｋ-3のノズル列４８のＹ方向の隙間を０又は一部重複させることができる。他のヘッド部９とヘッドプレート３０においても同様に配置される。
【００３５】
このように構成したことにより、同じヘッドプレート３３に配置したヘッド部９の間隔をＢ２と広く空けても、装置全体のヘッドのＸ方向の大きさＢ４は略Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色セットが２セット分である８個のヘッド部９のＸ方向の厚さとすることができる。
【００３６】
ヘッドプレート３３に４つのヘッド部９Ｋ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｙを固定する際には、ヘッドプレート３３のＸ方向基準である位置決め突起３１ｃ及び、Ｙ方向の基準である位置決め突起３１ａ，３１ｂに対するそれぞれのヘッド部９のノズル列４８のＸ及び方向の位置が所定の値になる様に顕微鏡によりノズル位置を検出して、ヘッドプレート３３に対して４つのヘッド部９Ｋ、９Ｃ、９Ｍ、９ＹのＸ及び、Ｙ方向の位置と傾きθを調整して取り付ける。本実施形態ではノズルピッチであり、記録媒体への吐出ピッチである８４．６μmの１／１０以下になる様に調整する。この調整により、複数のヘッドプレート３３をキャリッジ３１に取り付けた時に各ヘッド部９の調整を行わなくてもよい。例えば、図１０には、ヘッド部９Ｋ、９Ｃが未調整の状態、ヘッド部９Ｍ、９Ｙが調整後の状態を示している。
【００３７】
図１１に示すように、ヘッドユニット３０のヘッドプレート３３の位置決め突起３３ａ、３３ｂがそれぞれキャリッジ３１の位置決め起３１ａ，３１ｂに宛がわれ、キャリッジ３１に対するヘッドユニット３０のＹ方向の位置決めされる。また、ヘッドユニット３０のヘッドプレート３３の位置決め突起３３ｃがキャリッジ３１の位置決め突起３１ｃに宛がわれることによりキャリッジ３１に対するヘッドユニット３０のＸ方向の位置決めされる。必要であればヘッドプレート３３をキャリッジ３１に対して位置と傾きを調整して取り付けてもよい。
【００３８】
これらの３つのヘッドユニット３０-1，３０-2，３０-3は同一構成のユニットである。キャリッジ３１とヘッドプレート３３は同じアルミダイキャスト製であるものとし、熱膨張についても同じものとして、熱膨張によりキャリッジ３１とヘッドプレート３３が変形することを防止している。このキャリッジ３１は、フレーム３２に固定される。
【００３９】
図８に示すように、これらの合計１２個のヘッド部９は、同じ色のヘッドがＹ方向に沿って互い違いに配置されている。またＸ方向から見て、ノズル列４８の両端が一致又は数個のノズルが重複するように配置されている。各ヘッド毎にＵＶインクを吐出する吐出タイミングは調整可能である。このような配置により、見かけ上、ヘッド部９Ｋ-1，９Ｋ-2，９Ｋ-3は、あたかもノズルピッチ３００ｄｐiでノズル数が約３７２０個の一列長さが３１５mmのノズル列を持ったヘッドであるかのように画像形成する。吐出タイミングを調整する（下流側のノズル列の吐出タイミングを遅延させる）ことにより、記録媒体１１上に副走査方向であるＹ方向に１本の直線を形成することができる。
【００４０】
また、図７に示すように各ヘッド部９のノズル列４８が形成されたノズルプレート４６は、ベルト２４と対向して配置されており、ベルト表面とは約１mmの隙間、正しくはベルト２４に吸着されて搬送される記録媒体１１との距離が約１mmとなるように配置されている。
【００４１】
次に以上のように構成された第１の実施形態におけるインクジェットプリンタによる画像形成について説明する。図１２には第１の実施形態のインクジェットプリンタにおける電気的な概略ブロック構成を示す。
【００４２】
このインクジェットプリンタは、記録媒体１１への記録情報が制御部６に入力されると、この記録情報に従って、ヘッド駆動回路６３、光源駆動回路６５、搬送駆動機構回路６７が制御部６により制御される。記録情報には、記録媒体１１のサイズ（長さ及び幅）、媒体種類、記録画像（文字や写真等）、ノズルの吐出情報、インク種類、外気の温度・湿度、印刷枚数等を含む。尚、ここでは、インクの種類としては、紫外光の照射により硬化するＵＶインクを用いている。
【００４３】
制御部６からヘッド駆動回路６７を経由してヘッド部９を駆動し、所望のノズル４７より所望のタイミングでＵＶインクの液滴を吐出制御する。ヘッド駆動回路６３は１２個のヘッド部９毎に設けられている。また、制御部６は、光源駆動回路６５の駆動制御によりＵＶ照射部５２の前述した紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂを所望のタイミングで発光制御させる。光源駆動回路６５は紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂ等のそれぞれに設けられており、本実施形態では、合計２４個が用いられている。また、制御部６は搬送機構駆動回路６７を駆動制御して搬送機構２を駆動させる。
【００４４】
まず、記録媒体供給台１２から取り込まれた記録媒体１１は、給紙ローラ１３で給送され、分離ローラ１４で１枚ずつに分離されて、先端部分がレジストローラ対１５に当接する。レジストローラ対１５からタイミングをとって再給紙される。この時、記録媒体１１の傾き等が補正される。その後、先端が補助ローラ６とベルト２４とにニップされて搬送される。ベルト２４に乗った媒体先端は、吸引ファン２０により発生された吸引力（負圧）によって、ベルト２４に吸着される。
【００４５】
補助ローラ６とベルト２４とでニップされた記録媒体１１は、吸引チャンバ１９内の負圧でベルト２４に吸着されたままヘッド部９の下方を通過する。その際、補助ローラ６の直後に配置された図示されないラインセンサ（ＣＣＤ）で記録媒体１１の位置ずれを読みとり、ノズル４６からのインク吐出が制御される。具体的には、媒体先端が各ヘッドユニット９の下を通過するタイミングを予測演算し、吐出開始タイミングを一致させるように制御している。
【００４６】
そして、搬送される記録媒体１１には、ヘッド部９Ｋの下方に到達した後、順次９Ｃ、９Ｍ、９Ｙにおけるタイミングを予測し、それらの予測結果に従って、各ヘッドからＵＶインクの液滴が吐出される。その後、ヘッド部９Ｋの下流側に配置された光照射部５０により、搬送されてくる記録媒体１１上のＵＶインクにＵＶ光５３が照射され、ＵＶインクを硬化し、さらに順次下流のヘッド部９Ｃ，９Ｍ，９ＹによるＵＶインクの吐出及び硬化による画像形成が行われる。画像形成された記録媒体１１は、排紙ローラ対１６により排出されて、排紙トレイ１７に収納される。
【００４７】
本実施形態において、ＵＶインクを硬化させるＵＶ光を照射するＵＶ光照射部５０は、各ヘッド部９の下流側の側面にそれぞれ１つ一体的に設けられている。本実施形態では、１つのＵＶ光照射部５０には、光源として２つの紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂで構成され、一体的となっている上流側のヘッドが吐出したＵＶインクの硬化を担当する。尚、別体であっても同様に、ＵＶ光照射部５０は上流側のヘッドが吐出したＵＶインクの硬化を担当する。また光源駆動回路６５は、光源と同数設けられ、光源を個々に発光制御することができる。
【００４８】
このため、本実施形態のインクジェットプリンタにおいては、２つの光源が１つのヘッド部９に対応して配置されている構成であり、合計２４個の光源が独立して発光制御が可能である。このような構成により、画像記録形態に応じた柔軟なＵＶ光照射が可能となる。つまり、記録情報に基づいて、各ヘッド部９が各ノズル毎の吐出制御されると共に、記録情報に基づいて各紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂが発光制御される。ＵＶ光照射部５０は、担当するその紫外ＬＥＤ５１ａ，５１ｂに対応するノズルから吐出されたり、吐出されたＵＶインクがＵＶ光照射部５０下に搬送されて来た時のみ発光するように制御できる。
【００４９】
例えば、白黒印刷で黒のヘッド部９ＫのみからＵＶインクが吐出される時には、ヘッド部９Ｋに配置される光源６４のみが発光すればよい。またその照射も吐出された時だけでよい。この場合には全部の光源６４が発光するに比べて、ＵＶ光照射部５０の消費電力及び発熱は１／４程度になる。
【００５０】
図７は、ヘッド部９Ｋ-3及び９Ｙ-3からＵＶインクの液滴の吐出がなく、ヘッド部９Ｃ-3からは吐出があった場合におけるＵＶ光の照射について示している。ここでは、ＵＶ光５３の実線が照射していることを示し、二点鎖線は照射していないことを示している。
【００５１】
この例では、ヘッド部９Ｋ-3から液滴の吐出がなかったため、ヘッド部９Ｋ-3を担当するＵＶ光照射部５０からのＵＶ光の照射はなく、一方、ヘッド部９Ｃ-3から液滴の吐出があり、ヘッド部９Ｃ-3を担当するＵＶ光照射部５０からＵＶ光５３が照射される。勿論、吐出とＵＶ光の照射は、同時ではなく、吐出されたＵＶインクが対応するＵＶ光照射部５０の照射範囲内に搬送されてきた時に、照射されればよい。  
また、図６は、１つのヘッド部９のノズル列４８のうち、左側部分のノズル列４８ａからのみＵＶインクが吐出され、右側部分ノズル列４８ｂからはＵＶインクが吐出されない例を示している。この場合には、吐出するノズル列４８ａの吐出範囲を照射する紫外ＬＥＤ５１ａのみが発光し、それ以外の吐出範囲外に対応する紫外ＬＥＤ５１ｂは発光しない。この場合にはＵＶ光照射部５０の消費電力、発熱は少なくとも１／２になる。
【００５２】
また光源として紫外ＬＥＤを用いているため、照射される光量の応答性が例えば水銀ランプなどに比べて格段に早く、記録媒体１１に吐出されたＵＶインクの硬化を担当する所望の紫外ＬＥＤのみがＵＶ光を照射すればよい。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、１本のノズル列を有する各ヘッドに、そのノズル列から吐出したＵＶインクを硬化させる様にヘッドに直接、少なくとも１つ以上のＵＶ光照射部（光源）を設けている。これにより、これらのヘッドをヘッドプレートに配設すれば、ＵＶ光照射部も同時に配設することとなる。従って、ヘッドとＵＶ光照射部の配置が容易で、且つＵＶ光照射部とヘッドの間のクリアランスをとって配置する必要がないため、小型に構成することができる。また、インクジェットプリンタの記録幅（印字幅）の仕様が変わったとしても例えば、２１０mmの記録幅でも記録できるように単に２つのヘッドユニットを配置すればよく、異なる記録幅に対応するように、ＵＶ光照射部を新たに設計する必要がなく、仕様変更に柔軟に対応することができ、製造も容易である。
【００５４】
さらに、多数のＵＶ光照射部をヘッド毎に対応させて配置し、複数のＵＶ光照射部を１本のノズル列に対応させた構成であるため、記録情報に応じて対応したヘッドのノズルからＵＶインクの液滴が吐出された時のみ、担当するＵＶ光照射部からＵＶ光を照射させればよい。これにより、ＵＶ光照射部の消費電力及び発熱を大幅に低減することができる。
【００５５】
さらに複数のＵＶ光照射部が１つのヘッドのノズル列を担当するように配設しているため、記録情報に応じて対応したノズルからＵＶインクが吐出されたノズルの一部にのみ対応するＵＶ光照射部からＵＶ光を照射すればよい。このため、ＵＶ光照射部の消費電力及び発熱を低減することができる。ＵＶ光照射部の光源として紫外ＬＥＤを用いているため、発光応答性がよく、担当するノズルから吐出された時のみ必要な時間で照射するため、ＵＶ光照射部の消費電力及び発熱を低減することができる。
【００５６】
また、ＵＶ光照射部から照射される光の照射領域は記録媒体上では長楕円形状に成形され、ノズル列方向に長くして、媒体の搬送方向（ノズル列と記録媒体の相対移動方向）を短くした。これにより記録媒体の搬送方向におけるヘッドの配列の間隔を小さくすることができる。
【００５７】
ＵＶ光照射部から照射されたＵＶ光の照射領域を記録媒体上では長楕円形状になるように成形し、搬送方向で隣接配列したヘッド方向の光は集光状態で記録媒体に投射した。このため、その記録媒体からの反射光の多くは、図７に示すように集光状態となり隣接するヘッドに向かう光量は減少する。これにより、隣接したヘッドのノズルに紫外光が照射されて、ノズルの目詰まりを発生する不具合が防止される。さらに、主走査方向であるノズル列方向の紫外光は、図８に示すように楕円状に発散するが、ノズル列方向には他のヘッドのノズルが隣接していないため、問題が発生しない。
【００５８】
また、ＵＶインクの硬化のために記録媒体へ照射される紫外光の積算光量が少ないため、記録媒体の紫外光による劣化、変質及び変色等の発生を減少させることができる。  
ヘッドの配列を間隔空けて配置することにより、端部が櫛刃状になり、これらの間のスペースに隣に配設されるヘッドの端部を嵌め合わせるように配設する様に構成している。これにより、搬送方向におけるヘッド列全体（キャリッジ）の長さが１つのヘッド分の長さ分がヘッドユニット１つ分の厚さが加わった長さに抑えられるため、小型化が実現する。
【００５９】
さらに、４色のヘッドをヘッドプレートに固定し、一体ユニットとして構成している。このため、同一のヘッドユニットの増減を行うだけで、種々の記録幅に柔軟に対応することができ、設計変更をしなくとも仕様変更が容易にできる。例えば、本実実施形態では、１つのヘッドのノズル列の幅を１０５mmとして３つのヘッドユニットを使用している構成であるため、記録幅は３１５mmにすることができ、カット紙を用いた場合にはサイズＡ３までヘッドを主走査方向に移動させないで記録することができる。ヘッドユニットを２つ使用した場合には印字幅は２１０mmとなり、サイズＡ４までの記録に対応することができる。また１つ使用した場合には、印字幅は１０５mmとなり、サイズＡ６又は、はがきに記録することができる。
【００６０】
さらに、４つ以上のヘッドを配列した構成では、より広い記録範囲を実現することができる。このように、同一のヘッドユニットを用いて、所望する数を配列させるだけで所望する種々の記録幅を実現するノズル列が構成できると共に、ヘッドの増減に従って、同時にＵＶ光照射部も付加されるため、種々の仕様を持つ液滴吐出ヘッドユニットを搭載するインクジェットプリンタ等の画像記録装置が容易で安価に製造することができる。
【００６１】
次に前述した第１の実施形態における変形例について説明する。  
前述した実施形態では、圧電素子を用いたインクジェットのヘッドを使用したが、他にもバブルジェット方式等複数のノズルが配列されたノズル列を有するヘッドユニットであれば容易に適用することが可能である。
【００６２】
第１の実施形態では、ＵＶ光照射部毎に駆動回路を設けて個々に制御することができる構成であった。つまり、駆動回路の設置数が多く、制御が煩雑になる場合には、ヘッド毎でも、複数のノズル列を有する４色のノズルを有するヘッドユニット毎でも、１色の色を構成する３つのヘッドに対応する光源をまとめて制御する様にしてもよい。
【００６３】
ＵＶ光照射部か担当するノズルからＵＶインクが吐出されなかった場合には、ＵＶ光の照射を行わなくてもよいし、光量を落としてもよい。光量を落として発光させていた場合には、短時間で所望の光量まで上げて応答性をよくして、高速記録などに効果を奏する。
【００６４】
実施形態では、光源となるＵＶ光照射部に紫外ＬＥＤを用いたが、レーザダイオード（ＬＤ）を用いても実現することができる。ヘッドに搭載可能で、使用する光硬化インクの硬化に適する波長と強度を照射できる部位であれば、特に限定されない。また、対物レンズの種類も実施形態で記載されたものに限定されない。また光源の数量は、２つに限らず１つでもよく、２個より多くてもよい。  
本装置で利用される記録媒体としては、カット紙を例として記載しているが、ロール紙であってもよい。  
ヘッドは、主走査方向に移動しない固定ヘッドを例としているが、走査型ヘッドにも適用することはできる。例えば、キャリッジをＺ軸回りに９０度回転させてキャリッジを主走査方向であるＹ方向に移動させて画像形成する構成であってもよい。
【００６５】
適用されるＵＶインクの液滴を吐出するヘッドは、インクジェットプリンタ用に限らず、記録媒体に対して液滴を吐出させて記録を行う複写機、ファクシミリ等の印字装置や、接着剤の微量吐出装置、ＬＣＤのカラーフィルタの製造装置等における液滴の微量吐出に用いられる液滴吐出用のヘッドであれば容易に適用することができる。
【００６６】
各ノズルに対応させた光源による積算光量は、下流側のヘッドから吐出されるＵＶインクとにじまない程度に硬化すればよく、最後のノズル（本実施実施形態におけるヘッド部９Ｙ）から吐出した後、完全硬化させるための光照射装置を追加してもよい。
【００６７】
次に図１３乃至図１５を参照して、第２の実施形態について説明する。  
尚、本実施形態の構成部位について、前述した第１の実施形態で説明した構成部位と同等の部位には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
この第２の実施形態は、図１３に示すように、各色のヘッドＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙのノズル列に対応する４本のノズル列８１Ｋ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｙとそれぞれの間にＵＶ光照射部を交互に配列するように、１つのケースに収納した一体的なヘッドユニット８０を構築している。つまり、これらの４本のノズル列の隣に、ＵＶ光照射部である５本のＵＶ照射ユニット８２-1，８２-2，８２-3，８２-4がそれぞれ介在するように配置されている。
【００６９】
図１４に示すように記録媒体１１がヘッドユニット８０のノズル列８１Ｋ側から相対移動して来た場合には、４本のノズル列８１Ｋ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｙに対して、ＵＶ照射ユニット８２-2，８２-3，８２-4，８２-5がそれぞれ対応する。また逆に、記録媒体１１がヘッドユニット８０のノズル列８１Ｙ側から相対移動して来た場合には、４本のノズル列８１Ｋ、８１Ｃ、８１Ｍ、８１Ｙに対して、ＵＶ照射ユニット８２-1，８２-2，８２-3，８２-4がそれぞれ対応する。
【００７０】
このように４本のヘッドの両側にＵＶ照射ユニットを配置したので、例えばヘッドユニット８０を従来の走査型キャリッジのように、記録媒体１１の主走査方向に往復移動させつつ、ＵＶインクの液滴を吐出して画像形成を行うこともできる。
【００７１】
本実施形態において、図１３に示すように、ＵＶ照射ユニット８２は、光源ユニット８３とレンズ８４から構成される。光源ユニット８３は、基板８３ｂに光源である紫外線ＬＥＤの発光チップ８３ａが複数個配設されている。発光チップ８３ａ毎に発光駆動回路が設けられ、個々に発光制御可能に構成される。この上部に例えば、シリンドリカルレンズ８４が固定される。
【００７２】
本実施形態の構成によれば、前述した第１の実施形態と同様な作用、効果を得ることができる。  
さらに、発光チップ８３ａの発光が個々に制御されるため、担当するノズルからＵＶインクが吐出された際のみに発光させればよい。例えば、図１４によれば、ＵＶインクを吐出するものがノズル列８１Ｋ、８１Ｃ、８１Ｙであった場合に、それらの下流側に隣接して設けられたＵＶ照射ユニット８２-1，８２-2，８２-4が発光する。
【００７３】
また、図１５は、ヘッドを搬送方向から見た状態を示しており、１本のノズル列の両側部分がＵＶインクを吐出している状態においては、下流側のＵＶ照射ユニットにおけるその吐出された記録媒体の両側部分と対向する発光チップが発光することで硬化を行っている。
【００７４】
本実施形態では、光源となる多数のＬＥＤの発光チップを１列のアレイとして構成している。このため、より細かく発光制御することができ、より消費電力及び発熱を低減させることができる。さらに光源（ＵＶ照射ユニット８２）を記録媒体により近づけて配置することができ、効率が上がり、よりＵＶ照射ユニットを小型化及び低輝度化を実現して、その結果、ヘッドユニットをも小型化できる。
【００７５】
尚、前述した各実施形態では、インクジェットプリンタは、ＵＶ（紫外線）インクを用いる例について説明したが、勿論、これに限定されるものではなく、他にも赤外線、可視光線、電子線又は、Ｘ線といった広義の光の照射により硬化する性質のインクを用いてもよく、ＵＶ光照射部及びその光源は使用するＵＶインクの硬化に必要な光を照射する光源であれば、特に制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明による第１の実施形態に係る画像記録装置の概略的な構成例を示し説明する
【図２】第１の実施形態に係る画像記録装置の機構例を示す図である。
【図３】第１の実施形態におけるヘッドの構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態におけるヘッドの構成例を示す図である。
【図５】第１の実施形態におけるヘッドの組み立て構成を示す図である。
【図６】第１の実施形態のヘッドユニットを主走査方向から見た構成によりインク吐出と光照射を示す図である。
【図７】第１の実施形態におけるヘッドユニットを副走査方向から見た構成によりＵＶインク吐出と光照射を示す図である。
【図８】第１の実施形態のキャリッジにおけるヘッドユニットの配置例を示す図である。
【図９】第１の実施形態におけるヘッドユニットの組み立て構成について説明するための図である。
【図１０】第１の実施形態におけるヘッドユニットの位置ずれについて説明するための図である。
【図１１】第１の実施形態におけるキャリッジにヘッドユニットを取り付ける構成について説明するための図である。
【図１２】第１の実施形態における電気的な概略ブロック構成を示す図である。
【図１３】第２の実施形態におけるヘッドユニットの構成例を示す図である。
【図１４】第２の実施形態のヘッドユニットを主走査方向から見た構成によりＵＶインク吐出と光照射を示す図である。
【図１５】第２の実施形態におけるヘッドユニットを副走査方向から見た構成によりＵＶインク吐出と光照射を示す図である。
【図１６】従来のＵＶインクを用いる画像記録装置の第１の例を示す図である。
【図１７】従来のＵＶインクを用いる画像記録装置の第２の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…媒体供給排出機構、２…搬送機構、３…画像形成機構、４…メンテナンス機構、５…ＵＶインク供給収容機構、６…制御装置、１１…記録媒体、１２…記録媒体供給台、１３…給紙ローラ、１４…分離ローラと、１５…レジストローラ対、１６…排紙ローラ対、１７…排紙トレイ、１８…ベルトプラテンユニット、１９…吸引チャンバ、２０…吸引ファン、２１…駆動ローラ、２３…従動ローラ、２２…テンションローラ、２４…ベルト、２５…プラテン、２６…ボトル、２７…サブタンク、２８…吸引ポンプ、２９…廃液ボトル、３０…ヘッドユニット、３１…キャリッジ、３２…フレーム３２、９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ…ヘッド。
【図１】
2005349636.tif 000003
【図２】
2005349636.tif 000004
【図３】
2005349636.tif 000005
【図４】
2005349636.tif 000006
【図５】
2005349636.tif 000007
【図６】
2005349636.tif 000008
【図７】
2005349636.tif 000009
【図８】
2005349636.tif 000010
【図９】
2005349636.tif 000011
【図１０】
2005349636.tif 000012
【図１１】
2005349636.tif 000013
【図１２】
2005349636.tif 000014
【図１３】
2005349636.tif 000015
【図１４】
2005349636.tif 000016
【図１５】
2005349636.tif 000017
【図１６】
2005349636.tif 000018
【図１７】
2005349636.tif 000019